人教版教学课件11-12学年高一生物必修1(新人教版)同步课件：53ATP的主要来源——细胞呼吸.ppt

第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,1知识与技能 (1)说出线粒体的结构和功能。 (2)说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 (3)说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。 (4)进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。,学习目标,2过程与方法 (1)通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成的产物，为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸打下了基础。 (2)通过有氧呼吸和无氧呼吸教学课件，让学生了解细胞呼吸的本质是通过有机物的氧化分解为生命活动提供能量，维持细胞的正常生活。 (3)通过让学生分析课本中相关的图文资料，说明这些事例中所应用的细胞呼吸原理。 (4)通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，学会运用对比的方法识记理解相关的生物学知识，培养综合分析能力。,3情感态度与价值观 (1)通过学习有氧呼吸的主要场所，树立结构和功能相适应的生物学基本观点。 (2)通过分析有氧呼吸与无氧呼吸的关系，理解生命活动不断发展变化以及适应的特性，学会运用发展变化的观点认识生命。,一、细胞呼吸方式 1实质：细胞呼吸是指_在细胞内经过一系列的氧化分解，生成_或其他产物，释放出能量并生成_的过程。 2类型：_和_。 3探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)设计思路：设计和进行_实验，分析_条件下和_条件下酵母菌细胞呼吸情况。 (2)结果：有氧条件下，酵母菌产生_。 _条件下，酵母菌产生_。,知识清单,二、细胞呼吸过程 1有氧呼吸 (1)必要条件：有_参与，_催化。 (2)主要场所：_，在其基质和_上含有许多与有氧呼吸有关的酶。 (3)总反应式：_。,难点互动,(2)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产量；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 3实验流程,实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳,特别提示：空气通入A瓶之前先用NaOH溶液吸收CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰。B瓶应封口放置一段时间后，再连通澄清石灰水，其原因是：封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗尽，可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌无氧呼吸所产生的。,例1 酵母菌被广泛应用于发酵，为研究酒精发酵的产物，某研究小组设计了如下图所示的装置。1号、2号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1%的溴麝香草酚蓝水溶液至蓝绿色(若酸性较强时，溴麝香草酚蓝水溶液呈黄色)。下列有关叙述合理的是( ),A1号试管可以去除或将1号试管中的溴麝香草酚蓝水溶液换成澄清石灰水 B该装置无法检验CO2的生成，仍需再补充其他装置 C温度偏高导致发酵管内O2少，酵母菌繁殖速率减慢，不利于发酵 D为使发酵管中含有尽量少的O2，应先将葡萄糖溶液煮沸，待冷却后加入鲜酵母，再加入少许石蜡油，使之浮于混合液表面 答案：D,解析：1号试管起对照作用。酵母菌产生的CO2会使2号试管中的溴麝香草酚蓝水溶液由蓝绿色变成黄色，无需补充其他装置。80 条件下导致酵母菌死亡和发酵过程中酶变性失活。酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精；发酵前将葡萄糖溶液煮沸，会使其中的O2逸出；冷却后加酵母菌是防止高温杀死酵母菌；加石蜡油是为了避免O2进入溶液，以达到隔绝空气的目的。,变式训练1 为验证“酵母菌分解葡萄糖时只在无氧条件下能产生酒精”，某生物课题组设置了实验进行探究。实验原理：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 实验步骤如下： 用开水配制5%葡萄糖溶液200mL，冷却到室温(26)后，加入20g新鲜的食用酵母菌，配制成酵母菌培养液。,用注射器分别吸取100mL含酵母菌的葡萄糖溶液注入带有橡皮塞并抽去空气的锥形瓶A、B中(如上图)。在适宜条件(无菌、2535等)中培养数小时。 从A、B瓶中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入1、2两支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(体积分数为95%97%)，并轻轻振荡，使它们混合均匀。 观察试管中的溶液颜色变化。,请回答该实验中的一些问题： (1)配制培养液时，用开水配制并等到葡萄糖溶液冷却后再加入新鲜食用酵母菌的原因是_。 (2)为什么要用注射器吸取溶液注入锥形瓶内？_。 若实验中只有敞口的锥形瓶，可采用什么方法使实验能继续进行？_。 (3)请你预测检测的结果，1、2两支试管中的溶液颜色分别是_。 (4)重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中可以有什么用处？,答案：(1)用开水配置可排除掉水中的O2；冷却后再加入新鲜食用酵母菌是防止酵母菌死亡和酶遇高温失活 (2)避免空气进入锥形瓶，尽量使锥形瓶内保持无氧状态 在锥形瓶B的液面覆盖石蜡油以隔绝空气 (3)1号橙色、2号灰绿色 (4)重铬酸钾可以检测有无酒精的存在这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法：让司机呼出的气体直接接触到载有硫酸处理过的重铬酸钾硅胶(橙色)，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾就会变成灰绿色的硫酸铬。,解析：该实验为验证性实验，其实验的原理是：酵母菌无氧呼吸的终产物有CO2和酒精；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。设计了A、B两组作为对照，A组为有氧条件，B组为无氧条件，除有氧和无氧这一单因子变量外，实验中要保证其他因素都相同，排除无关因素对实验结果的影响。比如：用开水配制葡萄糖溶液、锥形瓶加塞并抽去空气、用注射器向锥形瓶内注入酵母菌培养溶液等措施都是为了尽量保证无氧状态。我们还可以通过在液面覆盖石蜡油以隔绝空气的措施来创造无氧的条件。,难点2 有氧呼吸和无氧呼吸 1有氧呼吸 (1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。,(3)有氧呼吸过程图解与三阶段的比较 图解： 说明：图示是某一植物细胞图解(忽略细胞与线粒体大小比例),三个阶段比较,(4)有氧呼吸总反应式及各元素的去向,2无氧呼吸 (1)概念：是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，释放能量，生成少量ATP的过程。 (2)场所：细胞质基质。 (3)过程：,3有氧呼吸与无氧呼吸的比较,(3)有氧呼吸与无氧呼吸物质的量的比例： 规律1：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2物质的量之比为13。 规律2：消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的氧气的物质的量与有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2物质的量之和的比为34。 规律3：产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖物质的量之比为31。 规律4：产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP物质的量之比为319。 规律5：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP物质的量之比为119。,例2 将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是( ) A甲试管中最终产物为CO2和H2O B乙试管中不发生反应 C丙试管中有大量的ATP产生 D丙试管中无CO2产生,答案：B 解析：葡萄糖先在细胞质基质中被分解成丙酮酸和H、ATP，然后在有氧条件下进入线粒体被彻底分解成CO2和H2O，同时释放能量；如果没有氧气则继续在细胞质基质中不彻底分解，产生酒精和CO2。因此葡萄糖和线粒体混合不发生反应。,答案：D 解析：酵母菌是兼性厌氧型生物。O2减少24mL，说明有氧呼吸消耗氧气24mL，根据反应式可知有氧呼吸消耗葡萄糖4mL，生成二氧化碳24mL。CO2增加48mL，还有24mL是酒精发酵生成，酒精发酵消耗葡萄糖12mL。,影响细胞呼吸的因素 1内因 (1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。 (3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。,知识拓展,2外因 (1)温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。 (2)O2浓度 对有氧呼吸：O2是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着O2浓度增加，有氧呼吸强度也增加，但O2浓度达到一定值时有氧呼吸强度将不再随O2浓度增加而增加(如图a)。,对无氧呼吸：随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达一定值时，被完全抑制(如图b)。 绝大多数植物非绿色部位或酵母菌受O2影响两种呼吸及总呼吸强度的变化曲线(如图c)。,(3)CO2浓度：作为呼吸产物，据化学平衡原理，CO2浓度高会抑制反应向正反应方向进行。CO2浓度增高，会降低细胞内pH，使呼吸酶的活性降低；同理，低浓度CO2会在一定程度上促进细胞呼吸。 (4)水分：水是原料，也是产物，细胞呼吸过程必须在细胞内的水环境中才能完成。在一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。,例 将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：,下列有关叙述中正确的是( ) A苹果果肉细胞在O2浓度为0%3%和5%25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸 B储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件 CO2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多 D苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳 答案：B,解析：A错误：只要氧气的吸收量不为0，就有有氧呼吸，故氧气浓度在1%25%内既有有氧呼吸又有无氧呼吸；C错误：O2浓度超过20%时，随氧浓度的增大，有氧呼吸不再增强；D错误：苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳。氧气浓度为5%时，CO2释放量最少，故利于储藏苹果。,变式训练 为了探究植物体呼吸强度的变化规律，研究人员在不同温度和不同含氧量下，测定了一定大小新鲜菠菜叶片的二氧化碳释放量，其数据如下表所示(表中为相对值)。请分析回答下列问题。,(1)为了使实验数据真实地反映呼吸作用强度的变化，在实验环境条件上应特别注意的是什么？_。 (2)研究人员在对数据分析时，发现温度、含氧量分别为_的条件下测得的数据最可能是错误的。 (3)表中数据反映出当氧含量从20%上升到40%时，植物的呼吸强度一般保持相对稳定，其原因是受_限制。 (4)就表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是_。此条件下植物细胞内二氧化碳的产生场所是_。,答案：(1)遮光，使实验环境处于黑暗状态 (2)10、1.0% (3)酶或线粒体数量 (4)温度为10、氧含量为3.0% 细胞质基质和线粒体,解析：本题是探究植物呼吸作用强度的变化规律，考查学生分析图表的能力。(1)要真实反映植物叶片的呼吸作用强度，不能让植物叶片进行光合作用，因此实验测定时必须为无光的黑暗状态。(2)对数据分析可知，当氧气浓度一定时，温度由330变化时，CO2的释放量随之增加，3040，CO2的释放量有所下降，所以温度10，氧含量为1.0%时的数据(53.7)可能是错误的。(3)植物呼吸作用强度受温度影响的实质是温度对酶活性的影响。因此限制植物呼吸作用强度的是酶或线粒体数量。(4)长期贮存蔬菜，目的是降低其呼吸作用，减少有机物消耗，要具有可操作性，因此选择温度为10，氧含量为3.0%较适宜。此时，植物CO2释放量最少，植物具有的有氧呼吸和无氧呼吸均很微弱。CO2产生的场所是细胞质基质和线粒体。,1有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是( ) A乳酸和能量 BCO2和H2O CCO2、H2O和ATP DATP 答案：D 解析：有氧呼吸分为三个阶段，每个阶段都产生ATP。,随堂练习,2若在酵母菌酒精发酵后期通入氧气，与不通氧气相比，酒精的产生量会( ) A增加 B减少 C不变 D先增加后减少 答案：B 解析：酵母菌是兼性厌氧型微生物，即在有氧的条件下进行有氧呼吸，产物是CO2和H2O；在无氧的条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和CO2。因此，酵母菌产生酒精的过程需要无氧环境，如在发酵后期通入氧气，则产生的酒精减少或不产生酒精。,3把鼠的肝细胞磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有( ) 线粒体 核糖体 细胞质基质 ADP A和 B和 C和 D和 答案：C 解析：因为c层可分解丙酮酸，而不能分解葡萄糖，所以可确定该层匀浆中一定含有线粒体而一定不含有细胞质基质，另外ADP是合成ATP的原料，故选C。,4在自然条件下，有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是( ) A有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸必须进入线粒体 B高等植物只能进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸 C有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳 D有氧